223 (63)

- 223

Diody 'pojemnościowe

Jako przykład rozpatrzymy podstawowe zasady działania wzmacniaczy parametrycznych, stanowiących bodajże najważniejszą dziedzinę zastosowań waraktorów. Ideę wzmacniacza parametrycznego — znaną już w XIX wieku, a realizowaną praktycznie dopiero w ostatnich dwudziestu latach — można objaśnić poglądowo na prostym przykładzie zilustrowanym przebiegami na rys. 4.41.

Jest dany obwód rezonansowy L, C, w którym kondensator ma zmienną odległość między okładkami. Okładki kondensatora w odpowiednich chwilach będziemy mechanicznie oddalać lub przybliżać do siebie. Zakładani}', że w chwili t = 0 obwód pobudzono do drgań o jego częstotliwości własnej. W chwili gdy cała energia obwodu jest zgromadzona w kondensatorze (maksimum wartości chwilowej ładunku w kondensatorze), rozsuwa się raptownie okładki kondensatora. Wówczas zmniejsza się pojemność kondenstora, a ponieważ U = Q/0, więc odpowiednio zwiększa się napięcie, a wdęc zwiększa się energia zmagazynowana w kondensatorze. Wzrost energii elektrycznej w kondensatorze następuje dzięki pracy mechanicznej, wykonanej w czasie rozsuwania przyciągających się okładek. Z kolei zbliżenie okładek, czyli powTÓt do pierwotnej pojemności kondensatora następuje w chwili, gdy ładunek i napięcie u_a przyjmują wartość zerową. Zatem tej zmianie pojemności nie towarzyszy zmiana energii obwodu. Jeżeli zmiany pojemności następują z częstotliwością 2-krotnio większą niż częstotliwość sygnału u_s, to energia w obwodzie L, C systematycznie zwiększa się kosztem pracy wykonywanej na rozsuwanie okładek kondensatora. Odpowiednio zwiększa się amplituda sygnału u_s. W rzeczywistym obwodzie L, G należy uwzględnić straty energii, które wzrastają w miarę zwiększania amplitudy sygnału i po pewnym czasie ustala się równowaga między energią dostarczaną a energią traconą przez obwńd.

Podstawową ideę wzmacniacza parametrycznego realizuje się w praktyce stosując warak-tor zamiast kondensatora o zmiennej odległości między okładkami. Pojemność waraktora zmienia się wraz z częstotliwością 2-krotnie większą niż częstotliwość sygnału wzmacnianego. W tym celu do waraktora należy doprowadzić odpowiednio zmienne napięcie polaryzacji ze źródła, które niejako pompuje energię do kondensatora. Stąd zmienne napięcie polaryzacji waraktora jest nazywane napięciem pompującym. Zasada działania wzmacniacza z waraktorem jest taka sama jak opisana dla kondensatora o rozsuwanych okładkach, tzn. napięcie pompujące ma częstotliwość 2-krotnio większą niż sygnał wzmacniany i fazy tych dwu przebiegów' są dokładnie uzgodnione. W praktyce o wiele częściej są stoso.

Rys. 4.42

Układ dwuobwodowy wzmacniacza paramofcryc/.nogo